Расплавленная соль. Американский стартап представил проект революционного ядерного реактора
Научпоп23 октября 2020, 20:00
Пока передовые ученые с разных стран мира борются за первенство в создании эффективного термоядерного реактора, некоторые компании не оставляют надежд производить безопасную и дешевую атомную электроэнергию.
Как уже писал НВ, ключевое отличие ядерной реакции от термоядерной состоит в том, что в первом тяжелые ядра распадаются на легкие за счет их бомбардировки нейтронами, а во втором легкие ядра, наоборот, объединяются в тяжелые за счет их нагревания до чрезвычайно высоких температур.
Оба этих процесса приводят к высвобождению огромного количества энергии, но в случае с ядерным реактором распад может вызвать цепную реакцию, что повышает опасность такой системы.
Для предотвращения неконтролируемого ядерного распада в реакторах на АЭС используют различные системы охлаждения, в зависимости от которых эти реакторы делятся на множество подтипов. Самый распространенный тип реакторов — легководные, где в качестве теплоносителя используется обычная вода.
Но недавно американский стартап решил возродить технологию, представленную еще в середине прошлого века, и предложил свой проект ядерного реактора на расплавах солей. Рассказываем, что это и как работает.
Подпишитесь на NV Премиум и читайте без ограничений
Нам необходима ваша поддержка, чтобы заниматься качественной журналистикой
Реакторы на расплавах солей разрабатывали в 1950—1970-х в Национальной лаборатории Ок-Ридж в США. Но тогдашнее руководство американского министерства энергетики сделало свой выбор в пользу легководных реакторов, которые до сих пор являются наиболее распространенными в атомном флоте и на АЭС по всему миру.
К примеру, такие же реакторы установлены на самой большой электростанции в Европе — Запорожской АЭС, которую планируют вывести из эксплуатации в ближайшем будущем.
Новый проект ядерного реактора на расплавах солей недавно представил стартап Elysium Technologies, — компания уже готовит небольшую версию своего реактора в качестве пилотного экземпляра для Комиссии по ядерному регулированию США.
В отличие от легководных реакторов, основой охлаждающей жидкости реакторов на расплавах солей является смесь расплавленных солей, которая может работать при высоких температурах.
В Elysium Technologies предполагают, что именно эта особенность подобных реакторов позволит сделать их более эффективным и безопасными, чем действующие самые популярные реакторы на АЭС.
Основатели стартапа — Карл Перес и Эд Фейл — уверены, что фактическое отсутствие давления в их реакторе и работа при высоких температурах значительно снизят затраты на установку защитных конструкций и закупку топлива, в качестве которого в Elysium Technologies планируют использовать ядерные отходы.
Руководители проекта несколько десятков лет разрабатывали реакторы для атомного флота, и теперь работают над собственным проектом электростанции нового типа.
Кроме использования ядерного топлива, в Elysium Technologies заявляют, что их реактор будет перерабатывать до 95% всего топлива, а его остаток будет менее токсичным, чем у традиционных реакторов. «Эти продукты деления обычно распадаются до фонового уровня примерно за 300 лет, в отличие от более чем 10 тыс. лет для традиционных отходов твердотопливных реакторов», — заявляют в компании.
В качестве защитной охлаждающей системы в этом реакторе будет использоваться аварийный клапан из замороженной соли. «При превышении температурных пределов или при потере электроэнергии клапан плавится, и содержимое реактора стекает в пассивно охлаждаемые резервуары, которые сконфигурированы для безопасного отключения в докритических конфигурациях с пассивным охлаждением», — объясняют представители стартапа.
Мощность пилотного реактора для ядерной комиссии США составит 10 МВт. Этого будет достаточно для обеспечения электричеством небольшого городка, но мало для промышленных масштабов.
Полноценны реактор на расплавах солей от Elysium Technologies будет иметь мощность около 1200 МВт, — и это больше, чем мощность традиционных твердотопливных реакторов на современных АЭС.